Universidad De Concepción
Laboratorio N° 4 Tecnología del asfalto:
“CONTROLES RECEPTIVOS”
Nombre: Nicolás González Paredes Asignatura: Tecnología del Asfalto Profesor: Egon Wolf Fecha: Martes 27 de noviembre de 2012
INTRODUCCIÓN La necesidad de controlar que los pavimentos que se están desarrollando tienen las especificaciones
adecuadas y que corresponden hace necesaria la realización de
auscultaciones y distintos ensayes. Algunos de estos ensayes serán presentados a c ontinuación
DETERMINACIÓN DE CONTENIDO ASFÁLTICO MEDIANTE EXTRACCIÓN ASFÁLTICA Dentro de los métodos para determinar el contenido de ligante de mezclas asfálticas por centrifugación se encuentra el ensaye de extracción, el cual hace uso del extractor de asfalto. El método describe los procedimientos para determinar cuantitativamente el contenido de ligante asfáltico en una mezcla, mediante el proceso de centrifugación. Pueden ocuparse como solventes en el proceso de centrifugación: tricloroetileno (su eliminación genera bastantes costos) , cloruro de metileno o tricloroetano. A modo de resumen, se puede decir del método que el ligante asfáltico de la mezcla se extrae con solvente usando una centrífuga. El contenido de ligante asfáltico se calcula por diferencia entre la masa inicial de la muestra y la masa del agregado recuperado, efectuando las correcciones correspondientes por humedad y contenido de cenizas. Para una mayor especificación de cada uno de los pasos a seguir en el ensaye, se puede consultar el manual de carreteras, sección 8.302.36, punto 7. Aquí en forma resumida se puede decir que: secada la muestra, se pesa y se registra su masa debiendo cumplir con especificaciones de tabla 8.302.36A. Lo siguiente es colocar la muestra en el bol y agregarle el solvente que se utilizará. Se espera máximo una hora para que actúe y se recoge el extracto. Luego se seca y pesa el filtro, colocándolo alrededor del bol y cerrando la cubierta. Luego se hace funcionar la centrífuga hasta que el solvente deje deje de fluir. Luego se agrega solvente y se repite el procedimiento hasta extraer totalmente el asfalto y el solvente salga limpio. Posteriormente se mide el volumen de solvente recuperado, registrándose adecuadamente. Después debe evaporarse el contenido del crisol. Después debe removerse el filtro y ser secado al aire. Luego se seca el agregado pétreo que queda en el bol de la centrífuga. Dentro de los materiales se tienen: -Extractor: Es un bol similar o mayor al que se muestra en la figura 1 y un aparato dentro del cual pueda girar el bol a una velocidad variable y controlada hasta 3.600 rpm. El aparato debe estar provisto de un contenedor que recoja el solvente despedido por el bol y un drenaje para evacuar el solvente. De preferencia, el aparato debe tener características antiexplosivas y debe instalarse debajo de una campana para tener una adecuada ventilación.
-Papel Filtro Anular : Tiene porosidad media y diámetro igual al del bol. El contenido de cenizas del papel no debe ser superior al 0,2 % de su masa. - Horno: mantiene la temperatura a 110°C con un error máximo de 5°C .
-Balanzas : de 1g y 0,01g de resolución. resolución.
- Probetas graduadas: de 1000 y 2000 ml de capacidad. -Crisol
- Mechero a Gas - Solución Saturada de Carbonato de amonio -Tricloroetileno, Cloruro de metileno o Tricoloroetano: todos grado técnico.
Extractores de asfalto
DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE ASFALTO MEDIANTE HORNO DE CALCINACIÓN Este método de ensayo cubre la determinación del contenido de ligante asfáltico de Mezclas de Asfalto en Caliente (MAC) por ignición del ligante asfáltico a 538 ºC (1000ºF) o menos en un horno. El agregado que queda después de la ignición puede usarse para análisis de cernido usando 8.302.28 del Manual de Carreteras. Este Método es una adaptación de la norma AASHTO T 308
–
99. Puede usarse para
determinaciones cuantitativas del contenido de ligante asfáltico y graduación de asfalto en
caliente”
“mezclas
de
(MAC) y muestras de pavimentos para control de calidad, aceptación de
especificaciones y estudios de evaluación de mezclas. No requiere el uso desolventes. Se puede de a modo de resumen del ensaye que: El El
ligante asfáltico en la mezcla de
pavimento es quemado usando un equipo de calentado aplicable a este método particular. El contenido de ligante asfáltico es calculado como la diferencia entre la masa inicial de la mezcla asfáltica y la masa residual del agregado, un factor de calibración y contenido de humedad. El contenido de asfalto se expresa como un porcentaje de masa libre de humedad
Dados estos antecedentes, entonces, si se desea realizar un buen control de calidad de la mezcla será necesario determinar con precisión el contenido del ligante y la granulometría del árido utilizado. El horno de ignición marca Troxler (que fue el mostrado en el laboratorio realizado) permite realizar de forma rápida, segura y precisa la determinación de dicho contenido de ligante y a la vez, dejar el resto de la muestra para efectuar el análisis granulométrico del árido.
Este horno hace uso de un método de combustión denominado "pirolisis" según el cual se parte de una masa conocida de mezcla, sometiéndola seguidamente a calcinación para quemar el ligante. El porcentaje de pérdida de peso con respecto al peso inicial corresponde al contenido del ligante. Seguidamente, con el árido restante que no sufre alteración se procede a la determinación de su granulometría. Este procedimiento de ensayo está avalado por la norma D 6307 de la American Society of Testing and Materials (ASTM) bajo el título “Standard Test Method for Asphalt Content of HotMix Asphalt by Ingnition Method”. En cuanto a la seguridad del equipo, el horno de ignición marca Troxler modelo 4731 NTO para determinación del contenido de ligante de las mezclas asfálticas se ha diseñado de forma que sea absolutamente seguro para el operario. Con tal fin, se utilizan materiales refractarios modernos de fibra cerámica para aislar las zonas calientes y evitar posibles quemaduras al usuario. A su vez, durante la realización del ensayo de combustión de la mezcla en el horno, se bloquea automáticamente la puerta de éste impidiendo su apertura y desbloqueándose automáticamente al finalizar el ensayo. El horno posee las siguientes características: c aracterísticas: Sistema de ignición por infrarrojos, no precisando el uso de disolventes. Posee una balanza interna que mide de forma continua la pérdida de peso de la muestra durante la combustión y presentando en pantalla, automáticamente y de minuto en minuto, el porcentaje en betún. Equipo y balanza admiten entre 200 y 5000 gr. de muestra. - Resolución de la balanza es de 0,1 gr. -Tiempo de calentamiento máximo de 45 m inutos. -Temperaturas de trabajo: entre 0º C y 700º C. -El equipo presenta resultados en forma de % de pérdida de peso. Posee incluso una impresora
Hornos de Ignición
EXTRACCIÓN DE TESTIGOS Dentro de los métodos que se tienen para auscultaciones y prospecciones, se tiene la toma de testigos. Este método define los procedimientos para la extracción de muestras por aserrado, tanto en pavimentos terminados como en obras estructurales. El propósito es, en general, la recepción de las obras, pues los l os ensayos de las muestras permiten verificar el cumplimiento de las especificaciones, lo que asegura en la mayor medida posible, la calidad y duración de las obras contratadas, minimizando los costos de mantenimiento. El procedimiento establece la forma como deben extraerse muestras cilíndricas de pavimentos de hormigón y asfalto (base asfáltica, capa intermedia y capa asfáltica) así como de estructuras, tales como puentes, obras de arte, soleras y muros de contención, co ntención, entre otros.
El testigo es una muestra cilíndrica aserrada que se extrae de de pavimentos terminados o de elementos de hormigón estructural, que tiene por objetivo verificar los distintos parámetros de diseño (espesor, densidad, resistencia, etc.)
Testigos pavimentos asfálticos: las muestras muestras de pavimentos asfálticos se utilizan para la determinación de, principalmente la densidad y el espesor, para verificar que se cumplan las especificaciones que se tienen en el diseño.
Testigos en pavimentos de hormigón: se emplean para verificar el espesor de las losas y para determinar resistencias cuando los ensayes realizados en muestras de hormigón fresco resultan insuficientes. Se tienen 2 categorías de equipos para la extracción de testigos, cuyas diferencias principales se deben a su peso, rendimiento, potencia y maniobrabilidad. -
Equipos de alto rendimiento: son testigueras de gran peso peso y potencia, montadas sobre un carro para transporte y que incluyen un sistema hidráulico con dispositivo de fijación, que otorgan estabilidad. Disponen de una bomba y un estanque de agua, que otorgan gran autonomía.
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Equipos de bajo rendimiento: Son equipos portátiles que presentan una gran versatilidad, pues son pequeños y livianos. Ocupan un motor a explosión o un motor eléctrico. Cortan a menor velocidad y calidad que los de alto rendimiento.
Testigo
Equip. Bajo Rto.
Equip. Alto Rto.
Debe cuidarse que al momento de extraer se tenga pavimento limpio y despejado.
TOMA DE LISURA MEDIANTE HI-LO El método es un tipo de auscultación y prospección que entrega un procedimiento para determinar las irregularidades superficiales de los pavimentos mediante un Detector Hi-Lo. Asimismo especifica las características a que debe ajustarse el equipo para medir, su calibración, operación y mantenimiento. El equipo es una verdadera r egla rodante conformada por una viga metálica que se apoya sobre 3 ruedas. Al trasladar el instrumento, instrumento, la rueda al centro de la viga y que es la rueda detectora, experimenta desplazamientos verticales debido a las irregularidades (altos y bajos) de la superficie; estas variaciones son amplificadas sobre un cuadrante montado en el centro del equipo, que incluye una escala graduada al milímetro y un rango de ± 10 mm. Las magnitudes de las irregularidades del pavimento pueden leerse directamente en dicha escala. Antes de iniciar la operación del instrumento debe verificarse que el instrumento este calibrado. Se empuja en dirección predominantemente predominantemente paralela al eje del del camino a una velocidad de caminata normal y procurando que la rueda detectora no salte. Esta rueda es la que da la posición del equipo.
Auscultación por Hi-Low
TOMA DE DENSIDAD CON DENSÍMETRO NUCLEAR El método es una adaptación de la norma ASTM D 2950-82. En él se encuentran las especificaciones para la determinación de la densidad utilizando radiación Gamma. Toma en cuenta que se cumplan las especificaciones determinando la densidad relativa de las capas asfálticas. Sirve además para determinar la densidad húmeda de los suelos. Es una ensayo no destructivo. Los resultados arrojados son relativos, relativos, por lo que debe hacerse hacerse uso de un factor. El transporte, su lugar de almacenaje y las condiciones de de manejo del operario y de embalaje deben ser autorizados por el servicio de salud, ya que es un elemento que genera radiación.
Densímetro nuclear (Lab. de Vialidad)
Densímetro nuclear
COMENTARIOS Y CONCLUSIONES Extracción por centrifugado: -
La toxicidad de los solventes orgánicos obliga a trabajar en ambientes con muy muy buena ventilación.
Horno de Calcinación: -
La temperatura con mejores resultados, es cercana a los 450ºC, pues existe exi ste menor fractura de agregado y menor dispersión de finos.
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Es responsabilidad del operador establecer y consultar práctic as apropiadas, para evitar accidentes como quemaduras.
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Este método no requiere del uso de solventes.
Auscultación: Extracción de testigos: -
La presión de corte aplicada debe estar acorde a la capacidad del equipo. Con esto se aumenta la vida útil de la broca y se evitan sobrecalentamientos.
Auscultación: Toma de lisura mediante Hi-lo: -
El Detector Hi-Lo es un aparato frágil por lo que para sus traslados debe disponerse de un armazón estable, firme y liviano. Debe verificarse el desgaste de la rótula t ransmisora y de las ruedas, mensualmente.
Densidad con densímetro nuclear: -
No siempre se tiene exactitud en el ensaye nuclear; ésta se ve afectada por el el tipo y la textura superficial de la capa asfáltica a medir. Debe manejarse el equipo con precaución extrema, ya que emite radiación Los densímetro eléctricos que se usan actualmente funcionan mucho mejor y no son peligrosos por no ocupar radiación.
